§ 2.6 Дешифраторы, шифраторы.

Кодирующим устройством называют логический узел, преобразующий многоразрядный код в код, построенный по иному закону.

Преобразование кода может быть задано таблицей соответствия исходного кода и полученного.

Дешифратором (декодером) называют кодирующее устройство, преобразующее двоичный код в унарный.

Из n выходов дешифратора активен только один, номер которого соответствует числу на его входе.

0 (000)

1 (001)

2 (010)

:

:

7 (111)

УГО:

Восемь входов реализуются с помощью восьми четырех-входовых элементов И. Такой дешифратор называется линейным. Читается "3 в 8" (3–8).

Дешифратор 4–10 – неполный.

Обычно на входах дешифратораx_i ставят инверторы или буферные усилители для согласования по электрическим параметрам между схемами.

Дешифратор, имеющий вход E, иногда называют декодер–демультиплексор (DX).

Для увеличения разрядности преобразуемого кода применяется каскадный способ наращивания разрядов:

Разряды x8, x16 расшифровываются дешифратором 4, его емкость 2-4; разряды x1, x2, x4 – дешифраторами 0, 1, 2, 3 (их емкость 3-8).

При декодировании, открытым сигналом E, будет открытым один из 4-х дешифраторов. Пятиразрядный код разбивается на две группы: 2 и 3 разряда.

В общем случае многоразрядный входной код может быть разбит на группы по-разному, и каждому разбиению будет соответствовать свой вариант схемы, которые будут отличаться задержкой распространения и аппаратными затратами. В предельном случае получается пирамидальный дешифратор при числе каскадов, равному разрядности входного кода, и с максимальной задержкой распространения сигнала.

Прямоугольный дешифратор (матричный):

Разряды входного кода х1-х8 делят пополам, матрица выходных элементов И будет прямоугольной

Задержка дешифратора определяется по двум трактам:

1) адресный вход x_i и выход y_i

2) вход стробирования E и выход y_i. Типовая задержка в дешифраторе –12.

Входы и выходы дешифратора связаны соотношением m=2ⁿ, где m – число выходов, n – число входов.

Серийно-выпускаемый дешифратор: К155ИД4.

Шифраторы (кодеры):

УГО:

При подаче сигнала на один из m входов на входе реализуется n-разрядный код поданного числа.

Если входов у схем ИЛИ недостаточно, используется каскадный способ построения шифратора. По формуле де Моргана можно перейти в базис И-НЕ, тогда у активного сигнала будет низкий уровень. Такие варианты используются весьма редко (используются при переводе чисел из 2 с/с в 10 с/c).

Чаще шифраторы применяются совместно со схемой выделения старшей единицы в слове, которая приобретает m-разрядное слово следующим образом:

УГО:

приоритетный

шифратор

На вход схемы (х0, х1, х2) поступает преобразуемое слово, на вход Е1 – сигнал разрешения.

Нули входного слова в старших разрядах порождают на выходе y_i единицы и не влияют на работу элементов И-НЕ более младших разрядов. Самая старшая единица в подаваемом слове на выходе элемента И-НЕ даст ноль, который тут же закроет элементы И-НЕ всех младших разрядов схемы, на выходе y_i останется старшая единица, которая попадет на соответствующий вход шифратора CD, и он сформирует двоичный код номера разряда старшей единицы в слове.

С верхнего элемента И-НЕ через инвертор формируется сигнал E0=1, который может быть подан на вход E1 следующей микросхемы (при наращивании разрядности схемы).

Сигнал ES – сигнал наличия единицы в слове.

Такая совокупность рассмотренной схемы и шифратора дает функциональный узел, называемый приоритетным шифратором.

Широко применяется при организации системы прерываний в ЭВМ.

Серийно-выпускаемый шифратор: К155НВ1.